【研究分野】応用物理学一般

【研究領域課題番号】16K13714 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

音波 / 量子コンピューティング / 量子アルゴリズム実装 / 周波数自由度 / 音響量子論理ゲート / ビッグデータ高速検索 / 音響ゴーストイメージング / 単一光子ヘテロダイン / フォノン計算機 / 差動ゴーストイメージング / 単一光子へテロダイン / 量子ゲート / 3Dプリンティング / ゴーストイメージング / 音響量子ゲート実装 / ビット型量子計算 / 量子アルゴリズム

【研究成果の概要】

量子計算専用のアルゴリズムには３種類が知られている。ところがこれらの実装に実は「量子性」が必要ないことは意外に知られていない。必要なのは「古典的な波」の性質である。本研究はこの点に注目し、波の代表である音波を用いて量子計算や高速検索のための基盤形成を目指した。テレビやラジオで馴染みのある周波数の縦割り方式を利用することで前例のない「音で量子コンピューティング」の実現を試み、情報処理や物理計測などへの応用展開を模索した。

【研究の社会的意義】

量子計算には２種類の論理素子があればよい。本研究では音で働く論理素子を目指した。周波数の上下機能、音波の分割・統合・遅延、周波数を選んで透過・阻止する機能をもつ部品を設計・製作し、特性を評価した。複雑な造形は３次元プリンタを駆使した。計算単位のビットは周波数で意味づけられた波の重ね合わせと音のうなりを使って生成・操作した。その結果、より難度の高いゲートの動作を実装レベルで検証できた。しかし、計算に耐える性能には改善の余地が残った。この向上を前提とすれば検索アルゴリズム実装と「音で量子コンピューティング」は手の届く範囲にある。一方で秘匿性の情報伝送、光関連の応用展開に関する成果が得られた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)